Расчет электропроводности полупроводника
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Расчет электропроводности полупроводника.
Задан полупроводниковый материал: закись меди и полупроводниковый прибор: диод.
Требуется:
1. Дайте определение полупроводника.
2. Приведите классификацию полупроводниковых материалов.
3. Указать, от каких факторов зависит электропроводность полупроводников.
4. Кратко описать заданный материал, укажите области его использования.
5. Указать назначение полупроводникового прибора, опишите принцип его действия.
6. Указать полупроводниковые материалы, используемые в данном приборе.
Также дан прямоугольный образец вырожденного полупроводника типа p с размерами a×b×h=6×44×2,75 мм, помещенный в магнитное поле с индукцией B=0,49 Тл. Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости образца. Вдоль полупроводника приложено напряжение U=0,7 В, под действием которого протекает ток I=60 мА. Вольтметр показывает напряжение Холла Uх=5,8 мВ.
Требуется:
7. Найти удельную проводимость, подвижность и концентрацию носителей заряда этого полупроводника, полагая, что электропроводность обусловлена только основными носителями заряда.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Полупроводниками называют вещества, значения удельного сопротивления которых при нормальной температуре находятся между значениями удельного сопротивления проводников и диэлектриков (в диапазоне 103 – 1010 Ом·см). Основным свойством полупроводника является зависимость его электропроводности от воздействия температуры, электрического поля, излучения, механической энергии.
Полупроводники в отличие от проводников имеют отрицательный температурный коэффициент удельного сопротивления, проводимость полупроводников с увеличением температуры увеличивается экспоненциально. В зависимости от наличия примесей различают собственные и примесные полупроводники.
Электропроводность полупроводников зависит от следующих факторов:
Влияние тепловой энергии. Температурная зависимость удельной проводимости полупроводника есть результат изменения концентрации и подвижности носителей заряда. В области низких температур полупроводник характеризуется примесной электропроводностью, а в области высоких – собственной электропроводностью.
Влияние деформации. Вследствие увеличения или уменьшения межатомных расстояний, происходит изменение концентрации и подвижности носителей, следовательно, изменяется и электропроводность.
Величина, численно характеризующая изменение удельной проводимости полупроводников, - тензочувствительность.
Влияние света. Световая энергия, поглощаемая полупроводником, вызывает появление в нем избыточного (по сравнению с равновесным при данной температуре) количества носителей зарядов, приводящего к возрастанию электропроводности.
Электромагнитное излучение. Под его воздействием электрическая проводимость увеличивается – фотопроводимость.
Сильные электрические поля
. Под его влиянием проводимость увеличивается. Обуславливается это ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они легче освобождаются тепловым возбуждением. При дальнейшем росте поля может появиться механизм ударной механизации, иногда приводящий к разрушению структуры проводника.
Закись меди Cu20относится к соединениям группы AIIBVI (оксиды) и представляет собой типичный дырочный сложный полупроводниковый материал желтого или красного цвета, который обладает следующими свойствами: молекулярная масса т = 143; плавится при температуре Тпл = 1230°С без разложения; разложение начинается при температуре 1800°С; ширина запретной зоны ∆W = 1,9 эВ; дырочная электропроводность за счет избытка кислорода относительно стехиометрического состава; для получения оксида меди с электронной проводимостью применяют диффузию меди; подвижность дырок μp =8*10-3 м2/(В*с). Удельное электрическое сопротивление ρ на несколько порядков меньше совершенного изолятора из окиси магния.
Закись меди является полупроводником p-типа. Проводимость закиси меди зависит от инородных примесей, термической обработки и температуры. Из окисленных медных пластин, на поверхности которых образовался слой закиси меди, были получены первые типы полупроводниковых выпрямителей и фотоэлементов. Кроме простых оксидов в практике нашли применение сложные оксидные системы, проводимость которых можно подбирать, изменяя соединение компонентов. Полупроводниковые оксиды используются в основном для изготовления терморезисторов с большим отрицательным температурным коэффициентом удельного сопротивления
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
